JP2010043698A - Resin nut and sliding screw device - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an inexpensive resin nut with low torque and excellent wear resistance in a wide temperature range, and a sliding screw device. <P>SOLUTION: A resin nut relatively moves on the shaft of a metallic screw shaft while sliding and keeps a screw groove screwing with the metallic screw shaft formed in a Gothic arch shape made up of two arc-shaped inclined surfaces having different centers in an axial cross section. A sliding screw device is formed by combining the resin nut and a metallic screw shaft having an axial cross section of a screw thread formed in a semicircular shape. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は樹脂製ナットおよび該樹脂製ナットを用いたすべりねじ装置に関する。   The present invention relates to a resin nut and a sliding screw device using the resin nut.

回転運動を直線運動に変換するすべりねじ装置は、産業機械の送り装置や位置決め装置などに多用されている。そのなかで樹脂製ナットを用いたすべりねじ装置は、近年光学測定機器、半導体製造装置、医療機器など用途が拡大するとともに、それぞれの装置に応じた仕様や特性が要求されるようになってきている。   A slide screw device that converts a rotational motion into a linear motion is often used for a feed device or a positioning device of an industrial machine. Among them, sliding screw devices using resin nuts have recently been used for optical measuring equipment, semiconductor manufacturing equipment, medical equipment, etc., and specifications and characteristics according to each equipment have been required. Yes.

従来、すべりねじ装置としては、金属製軸と、この軸上を摺動しながら相対的に移動する樹脂製ナットとからなり、樹脂製ナットがポリフェニレンサルファイド樹脂に少なくとも四フッ化エチレン樹脂と２８０℃で非溶融の有機樹脂粉末とを配合してなるポリフェニレンサルファイド樹脂組成物の成形体であり、金属製軸のねじ溝がゴシックアーチ形状であるすべりねじ装置が知られている（特許文献１参照）。   Conventionally, a sliding screw device includes a metal shaft and a resin nut that moves relatively while sliding on the shaft. The resin nut is made of polyphenylene sulfide resin and at least 280 ° C. of tetrafluoroethylene resin. And a non-melting organic resin powder blended with a polyphenylene sulfide resin composition, and a metal screw thread groove having a Gothic arch shape is known (see Patent Document 1). .

しかしながら、特許文献１に記載のすべりねじ装置は、金属製軸のねじ溝がゴシックアーチ形状であり、樹脂製ナットのねじ山が半円形状であるため、長期間の高速、高荷重運転の結果、樹脂製ナットのねじ山における摺動部が摩耗することでバックラッシュが発生するという問題がある。また、金属製軸のねじ溝のゴシックアーチ形状は加工性が容易でないという問題があり、その結果、製品価格が低下しないという問題がある。
特開２００３−２３９９３２号公報 However, in the sliding screw device described in Patent Document 1, the screw groove of the metal shaft has a Gothic arch shape, and the thread of the resin nut has a semicircular shape. There is a problem that backlash occurs due to wear of the sliding portion of the thread of the resin nut. Further, the Gothic arch shape of the screw groove of the metal shaft has a problem that workability is not easy, and as a result, there is a problem that the product price does not decrease.
JP 2003-239932 A

本発明は、このような問題に対処するためになされたもので、広い温度範囲において耐摩耗性に優れ、長期間の高速、高荷重運転でもバックラッシュの発生がごく少なく、トルクが低く、かつコスト的に安価な樹脂製ナットおよびすべりねじ装置の提供を目的とする。
また、ねじ軸の呼び径の２倍以上のリードのような高速タイプとなった場合であっても、低トルクであり、十分な耐摩耗性を有し、早期のガタの発生を抑えたすべりねじ装置の提供を目的とする。 The present invention has been made to cope with such a problem, and has excellent wear resistance in a wide temperature range, occurrence of backlash is extremely small even at a high speed and a high load operation for a long period of time, and the torque is low. An object of the present invention is to provide a resin nut and a sliding screw device that are inexpensive.
In addition, even in the case of a high-speed type such as a lead that is more than twice the nominal diameter of the screw shaft, it has low torque, sufficient wear resistance, and a slip that prevents early play. The purpose is to provide a screw device.

本発明の樹脂製ナットは、金属製ねじ軸の軸上を摺動しながら相対的に移動し、金属製ねじ軸に螺合するねじ溝部は、軸方向断面形状が、円の中心が異なる二つの円弧の傾斜面で形成されたゴシックアーチ形状であることを特徴とする。
上記金属製ねじ軸に螺合するねじ溝部が、ポリフェニレンサルファイド樹脂（以下、ＰＰＳと略称する）に、四フッ化エチレン樹脂（以下ＰＴＦＥと略称する）と２８０℃で非溶融の有機樹脂粉末とを配合してなるＰＰＳ組成物から形成されてなり、上記ＰＴＦＥがモールディングパウダーまたはファインパウダーの少なくとも１種類であり、上記有機樹脂粉末が熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂およびポリエーテルエーテルケトン樹脂の中から選ばれる少なくとも１つの有機樹脂の粉末であることを特徴とする。
特に、上記ＰＰＳ組成物は、該組成物全体に対して、上記ＰＴＦＥを１０〜４０体積％、上記有機樹脂粉末を３〜３０体積％配合してなることを特徴とする。
また、上記ＰＰＳ組成物は、さらに該有機樹脂粉末の平均粒径よりも短い繊維長を有するウィスカを配合してなることを特徴とする。 The resin nut of the present invention moves relatively while sliding on the axis of the metal screw shaft, and the screw groove portion screwed into the metal screw shaft has an axial cross-sectional shape with a different circle center. It is characterized by a Gothic arch shape formed by inclined surfaces of two circular arcs.
The screw groove portion to be screwed into the metal screw shaft is made of polyphenylene sulfide resin (hereinafter abbreviated as PPS), tetrafluoroethylene resin (hereinafter abbreviated as PTFE) and organic resin powder not melted at 280 ° C. It is formed from a blended PPS composition, and the PTFE is at least one type of molding powder or fine powder, and the organic resin powder is a thermosetting polyimide resin, a thermoplastic polyimide resin, a wholly aromatic polyester resin, It is a powder of at least one organic resin selected from an aromatic polyamide resin and a polyether ether ketone resin.
In particular, the PPS composition is characterized by blending 10 to 40% by volume of the PTFE and 3 to 30% by volume of the organic resin powder with respect to the whole composition.
Further, the PPS composition is characterized by further comprising a whisker having a fiber length shorter than the average particle diameter of the organic resin powder.

本発明のすべりねじ装置は、金属製ねじ軸と、この金属製ねじ軸の回転に伴い、該金属製ねじ軸の軸上を摺動しながら相対的に移動する上記本発明の樹脂製ナットとを備えてなることを特徴とする。
また、上記すべりねじ装置のリードは、金属製ねじ軸の呼び径の２倍以上を有することを特徴とする。
また、上記金属製ねじ軸のねじ山形状は、軸方向断面形状が半円形であることを特徴とする。 The sliding screw device of the present invention includes a metal screw shaft, and the resin nut of the present invention that moves relatively while sliding on the shaft of the metal screw shaft as the metal screw shaft rotates. It is characterized by comprising.
Further, the lead of the sliding screw device is characterized in that it has at least twice the nominal diameter of the metal screw shaft.
Further, the thread shape of the metal screw shaft is characterized in that the axial cross-sectional shape is a semicircle.

本発明の樹脂製ナットは、金属製ねじ軸に螺合するねじ溝部の軸方向断面形状がゴシックアーチ形状であるので、ねじ効率に優れ低力モータでの駆動が可能となる。また、耐摩耗、トルク安定性に優れる。さらに、ねじ精度の優れた樹脂製ナットが得られる。
また、上記金属製ねじ軸に螺合するねじ溝部が特定のＰＰＳ組成物から形成されているので、広い温度範囲において低摩擦、低騒音、耐摩耗性に優れ、かつ安価な樹脂製ナットが得られる。
さらに、有機樹脂粉末の平均粒径よりも短い繊維長を有するウィスカを配合してなるので、上記特性に加えてねじ精度の優れた樹脂製ナットが得られる。 In the resin nut of the present invention, the axial cross-sectional shape of the screw groove portion screwed into the metal screw shaft is a Gothic arch shape, so that it is excellent in screw efficiency and can be driven by a low-strength motor. It also has excellent wear resistance and torque stability. Further, a resin nut with excellent screw accuracy can be obtained.
In addition, since the thread groove that is screwed onto the metal screw shaft is formed of a specific PPS composition, a low-friction, low-noise, wear-resistant and inexpensive resin nut can be obtained over a wide temperature range. It is done.
Furthermore, since a whisker having a fiber length shorter than the average particle diameter of the organic resin powder is blended, a resin nut excellent in screw accuracy in addition to the above characteristics can be obtained.

本発明のすべりねじ装置は、上記樹脂製ナットを用いるので、ねじ軸の呼び径の２倍以上のリードであっても低トルクであり、十分な耐摩耗性を有する。また、耐環境性にも優れているため、水中、薬液中などでの使用も可能である。   Since the sliding screw device of the present invention uses the above-mentioned resin nut, even if the lead is twice or more the nominal diameter of the screw shaft, the torque is low and the wear resistance is sufficient. In addition, since it is excellent in environmental resistance, it can be used in water or in chemicals.

本発明のすべりねじ装置を図１により説明する。図１はすべりねじ装置の斜視図である。すべりねじ装置２は金属製のねじ軸３と、このねじ軸３のねじ溝に螺合し、このねじ軸上を摺動しながら移動する樹脂製ナット１とから構成され、ねじ軸３の回転運動が樹脂製ナット１の直線運動に変換される。その他に、樹脂製ナット１を同じ位置で回転させることによりねじ軸３に直線運動を付与する使い方もできる。そして、この樹脂製ナット１は、ねじ軸に螺合するねじ溝部が、ＰＰＳ組成物から形成されている。この場合、金属製のナット本体を射出成形金型に配置した後、ねじ溝部をＰＰＳ組成物でインサート成形することができる。また、ねじ溝部とナット本体との区別のない射出成形金型を用いてＰＰＳ組成物で樹脂製ナットを一体に射出成形することができる。   The slide screw device of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 1 is a perspective view of a sliding screw device. The sliding screw device 2 includes a metal screw shaft 3 and a resin nut 1 that is screwed into the screw groove of the screw shaft 3 and moves while sliding on the screw shaft 3. The movement is converted into a linear movement of the resin nut 1. In addition, it is also possible to apply a linear motion to the screw shaft 3 by rotating the resin nut 1 at the same position. And as for this resin-made nut 1, the thread groove part screwed together in a screw shaft is formed from the PPS composition. In this case, the screw groove portion can be insert-molded with the PPS composition after the metal nut body is placed in the injection mold. Moreover, a resin nut can be integrally injection-molded with a PPS composition using an injection mold that does not distinguish between a thread groove and a nut body.

ねじ部は、一条ねじ、二条ねじ、もしくは多条ねじであってもよい。
特に、ねじの特性としてねじ軸の呼び径の２倍以上のリードを有するすべりねじ装置２が送りねじの高速化に対応できるため好ましい。 The thread portion may be a single thread, a double thread, or a multiple thread.
In particular, the slide screw device 2 having a lead that is twice or more the nominal diameter of the screw shaft as the characteristics of the screw is preferable because it can cope with the higher speed of the feed screw.

本発明にあっては、樹脂製ナットのねじ溝部の軸方向断面形状がゴシックアーチ形状である。また、樹脂製ナットのねじ溝部の形状と相対するねじ軸のねじ山軸方向断面が半円形状であることが樹脂製ナットのねじ溝部との接触面積が少なくなり、また寸法精度を確保できるので好ましい。
樹脂製ナットのねじ溝部の軸方向断面形状がゴシックアーチ形状である軸方向部分拡大断面を図２に示す。樹脂製ナット１のねじ谷の断面は円の中心が異なる二つの円弧１ａおよび１ｂの傾斜面で形成され、金属製ねじ軸３のねじ山の断面は半円形３ａで形成される。ねじ谷とねじ山とは相互にＣ点において線接触となる。
本発明において、ねじ溝部のゴシックアーチ形状としては、円弧１ａおよび１ｂを構成する半径ｒ₁およびｒ₂ がそれぞれ同一であり、軸方向断面形状が左右対称である。また、該半径をｒ₁ として、ねじ軸のねじ山半円形状における半径をｒ₃ とすると、ｒ₁＞ｒ₃ であり、ｒ₁ とｒ₃ との比率は１．０１〜１．１５であり、好ましくは１．０２〜１．１３である。この関係を保つことにより、ねじ効率の優れたすべりねじ装置となる。 In the present invention, the axial cross-sectional shape of the thread groove portion of the resin nut is a Gothic arch shape. In addition, since the screw shaft direction cross section of the screw shaft opposite to the shape of the screw groove portion of the resin nut is semicircular, the contact area with the screw groove portion of the resin nut is reduced and dimensional accuracy can be secured. preferable.
FIG. 2 shows an axially enlarged partial cross-section in which the axial cross-sectional shape of the screw groove portion of the resin nut is a Gothic arch shape. The cross section of the thread valley of the resin nut 1 is formed by inclined surfaces of two arcs 1a and 1b having different circle centers, and the cross section of the thread of the metal screw shaft 3 is formed by a semicircular 3a. The screw valley and the screw thread are in line contact with each other at the point C.
In the present invention, as the Gothic arch shape of the thread groove portion, the radii r ₁ and r ₂ constituting the arcs 1a and 1b are the same, and the axial sectional shape is symmetrical. Also, assuming that the radius is r ₁ and the radius in the thread semicircular shape of the screw shaft is r ₃ , r ₁ > r ₃ , and the ratio of r ₁ and r ₃ is 1.01 to 1.15. Yes, preferably 1.02-1.13. By maintaining this relationship, a sliding screw device with excellent screw efficiency is obtained.

ねじ軸３としては、ステンレス鋼、炭素鋼等もしくはこれらに亜鉛メッキ、ニッケルメッキ、鋼質クロムメッキ等を施した鉄系金属、アルミニウム合金などの金属軸やポリイミド、フェノール樹脂などの樹脂軸を用いることができる。ステンレス鋼やアルミニウム合金等の合金類などの耐蝕性金属類または樹脂類は、錆が発生しないので好ましく、防錆処理を省略できる点からも好適である。本発明においては、寸法精度を確保でき、耐久性に優れている耐蝕性金属類が最も好ましい。ねじ軸３は無潤滑での使用が可能であるが、更なる低トルクを得るためにグリース、オイルなどの潤滑剤を塗布してもよい。   As the screw shaft 3, stainless steel, carbon steel, or the like, or a metal shaft such as an iron-based metal or aluminum alloy obtained by applying zinc plating, nickel plating, steel chrome plating, or the like, or a resin shaft such as polyimide or phenol resin is used. be able to. Corrosion resistant metals or resins such as alloys such as stainless steel and aluminum alloys are preferred because they do not generate rust, and are also suitable from the point that rust prevention treatment can be omitted. In the present invention, corrosion-resistant metals that can ensure dimensional accuracy and have excellent durability are most preferable. The screw shaft 3 can be used without lubrication, but a lubricant such as grease or oil may be applied to obtain a further low torque.

本発明の樹脂製ナットを形成するＰＰＳは、化１で示される繰り返し単位からなる重合体であり、分子鎖の状態により架橋型、半架橋型、直鎖型、分岐型等のタイプに分けられる。

ＰＰＳは、架橋型、半架橋型、直鎖型、分岐型等のいずれも使用することができ、これらをブレンドしたものであってもよい。市販されているＰＰＳとしては、ディーアイシー・イーピー社製Ｔ４、Ｔ４ＡＧ、ＬＮ２等、東ソー社製Ｂ０６３、Ｂ０４２、＃１６０などが挙げられる。 The PPS forming the resin nut of the present invention is a polymer composed of repeating units represented by Chemical Formula 1, and is classified into a crosslinked type, a semi-crosslinked type, a linear type, a branched type, etc., depending on the state of the molecular chain. .

PPS can be used in any of a crosslinked type, a semi-crosslinked type, a linear type, a branched type, and the like, and may be a blend of these. Examples of commercially available PPS include T4, T4AG, LN2, etc. manufactured by D.C.E.P., and B063, B042, # 160 manufactured by Tosoh Corporation.

本発明に使用できるＰＴＦＥとしては、懸濁重合法によるモールディングパウダー、乳化重合法によるファインパウダー等の生のＰＴＦＥ、あるいは再生ＰＴＦＥが挙げられる。再生ＰＴＦＥには熱履歴が加わった熱処理品、γ線または電子線などを照射した照射品がある。これらの中でモールディングパウダーおよびファインパウダーが好ましく、特にモールディングパウダーが最も好ましい。次いで熱処理品の再生ＰＴＦＥである。その理由は、ＰＰＳ溶融混練時のせん断によりＰＴＦＥが繊維化しやすい順が、ファインパウダー、モールディングパウダー、熱処理品の再生ＰＴＦＥ、照射品の再生ＰＴＦＥとなるためである。ファインパウダーは微細に繊維化するため、逆に摺動面での潤滑効果が乏しくなる場合がある。一方、再生ＰＴＦＥは繊維化せず、内部潤滑効果があり、溶融流動性に優れる利点もある。   Examples of PTFE that can be used in the present invention include molding powder by suspension polymerization, raw PTFE such as fine powder by emulsion polymerization, and regenerated PTFE. Recycled PTFE includes heat-treated products with a thermal history and irradiated products irradiated with γ rays or electron beams. Of these, molding powder and fine powder are preferable, and molding powder is most preferable. Next, it is a recycled PTFE of the heat-treated product. The reason is that the order in which PTFE is easily fiberized by shearing during PPS melt-kneading is fine powder, molding powder, heat-treated recycled PTFE, and irradiated recycled PTFE. Since fine powder is finely fibrillated, the lubricating effect on the sliding surface may be poor. On the other hand, recycled PTFE does not become a fiber, has an internal lubricating effect, and has an advantage of excellent melt fluidity.

本発明に使用できる２８０℃で非溶融の有機樹脂粉末は、ＰＰＳ成形温度において非溶融の樹脂粉末である。ＰＰＳの成形温度は２８０〜３３０℃であるので、少なくとも２８０℃、好ましくは３３０℃の温度で溶融しなければ使用できる。
好適な有機樹脂粉末としては、熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂が挙げられる。好適な有機樹脂の市販品を例示すると、熱硬化性ポリイミド樹脂としては宇部興産社製ＵＩＰ−Ｒ、ＵＩＰ−Ｓ、レンジング社製Ｐ８４−ＨＴ、東レ社製ＴＩ３０００、熱可塑性ポリイミド樹脂としては三井化学社製オーラム＃４００、＃５００が挙げられる。全芳香族ポリエステル樹脂としては住友化学社製スミカスーパーＥ１０１Ｓ、Ｅ１０１Ｍ等が、芳香族ポリアミド樹脂としては日本アラミド社製５０１０、５０１１等が、ポリエーテルエーテルケトン樹脂としてはビクトレックス社製ＰＥＥＫ−１５０ＰＦ、４５０ＰＦ等がそれぞれ挙げられる。なお、これらの有機樹脂粉末は、２種類以上を混合して用いてもよい。
これらの中でより好ましい有機樹脂粉末は熱硬化性ポリイミド樹脂粉末および全芳香族ポリエステル樹脂である。 The non-melting organic resin powder at 280 ° C. that can be used in the present invention is a non-melting resin powder at the PPS molding temperature. Since the molding temperature of PPS is 280 to 330 ° C, it can be used if it does not melt at a temperature of at least 280 ° C, preferably 330 ° C.
Suitable organic resin powders include thermosetting polyimide resins, thermoplastic polyimide resins, wholly aromatic polyester resins, aromatic polyamide resins, and polyether ether ketone resins. Examples of suitable organic resin commercial products include UIP-R and UIP-S manufactured by Ube Industries, Ltd., P84-HT manufactured by Ranging Co., TI3000 manufactured by Toray Industries, and Mitsui Chemicals as a thermoplastic polyimide resin. Aurum # 400 and # 500 manufactured by the company are listed. Sumika Super E101S, E101M manufactured by Sumitomo Chemical Co., Ltd. as the wholly aromatic polyester resin, 5010, 5011 manufactured by Nippon Aramid Co., Ltd. as the aromatic polyamide resin, PEEK-150PF manufactured by Victrex, Inc. as the polyether ether ketone resin, 450PF etc. are mentioned, respectively. In addition, you may use these organic resin powders in mixture of 2 or more types.
Among these, more preferable organic resin powders are thermosetting polyimide resin powder and wholly aromatic polyester resin.

有機樹脂粉末の平均粒径は３〜１００μｍ、好ましくは５〜５０μｍである。なぜなら、１００μｍをこえるか、または３μｍ未満では、荷重分担能力に乏しく、充分な耐摩耗性、低摩擦特性が得られない。   The average particle diameter of the organic resin powder is 3 to 100 μm, preferably 5 to 50 μm. This is because if it exceeds 100 μm or less than 3 μm, the load sharing ability is poor, and sufficient wear resistance and low friction characteristics cannot be obtained.

ＰＰＳ組成物の配合割合としては、ＰＰＳ組成物全体に対して、ＰＴＦＥが１０〜４０体積％、好ましくは２０〜３０体積％であり、有機樹脂粉末が３〜３０体積％、好ましくは５〜２０体積％であり、残部がＰＰＳである。なおＰＰＳは４０体積％以上含まれていることが好ましい。ＰＰＳは４０体積％以上含まれていることにより、ＰＰＳ組成物の成形性、強度が向上する。
また、ＰＴＦＥが１０体積％未満では所要の潤滑性、耐摩耗性が得られず、４０体積％をこえると耐摩耗性が低下するとともに、溶融粘度が高く射出成形できない場合もある。
また、有機樹脂粉末が３体積％未満では所要の荷重支持分担能力が得られず、３０体積％をこえると真実接触面積が増加し摩擦係数が高くなる。 As a blending ratio of the PPS composition, PTFE is 10 to 40% by volume, preferably 20 to 30% by volume, and the organic resin powder is 3 to 30% by volume, preferably 5 to 20% with respect to the whole PPS composition. % By volume with the balance being PPS. PPS is preferably contained in an amount of 40% by volume or more. By containing 40% by volume or more of PPS, the moldability and strength of the PPS composition are improved.
Further, if PTFE is less than 10% by volume, the required lubricity and wear resistance cannot be obtained, and if it exceeds 40% by volume, the wear resistance is lowered and the melt viscosity is high and injection molding may not be possible.
Further, if the organic resin powder is less than 3% by volume, the required load supporting capacity cannot be obtained, and if it exceeds 30% by volume, the true contact area increases and the coefficient of friction increases.

ＰＰＳ組成物には、更に上記有機樹脂粉末の平均粒径よりも短い繊維長を有するウィスカを配合できる。
ウィスカとしては、チタン酸カリウムウィスカ、酸化チタンウィスカ、酸化亜鉛ウィスカ、ホウ酸アルミニウムウィスカ、炭酸カルシウムウィスカ、硫酸マグネシウムウィスカ、ウォラストナイト、ゾノトライト、酸化マグネシウムウィスカなどが挙げられる。これらウィスカの中で有機樹脂粉末の平均粒径よりも短い平均繊維長を有するウィスカが使用できる。ウィスカの繊維長が、有機樹脂粉末の粒径よりも長いと、摺動面においてせん断を受け、添加することにより逆に耐摩耗性が低下する。 The PPS composition can further contain whiskers having a fiber length shorter than the average particle diameter of the organic resin powder.
Examples of the whisker include potassium titanate whisker, titanium oxide whisker, zinc oxide whisker, aluminum borate whisker, calcium carbonate whisker, magnesium sulfate whisker, wollastonite, zonotlite, and magnesium oxide whisker. Among these whiskers, whiskers having an average fiber length shorter than the average particle diameter of the organic resin powder can be used. When the fiber length of the whisker is longer than the particle diameter of the organic resin powder, the sliding surface is subjected to shearing, and when added, the wear resistance is lowered.

ウィスカの配合割合は、ＰＰＳ組成物全体に対して、１〜１０体積％であり、１体積％未満では耐摩耗性が向上せず、１０体積％をこえると摺動面の露出割合が高くなりせん断を受けるため、耐摩耗性が低下する。   The blending ratio of the whisker is 1 to 10% by volume with respect to the entire PPS composition. If it is less than 1% by volume, the wear resistance is not improved, and if it exceeds 10% by volume, the exposed ratio of the sliding surface increases. Wear resistance decreases due to shear.

なお、この発明の効果を阻害しない程度に、ＰＰＳ組成物に対して、炭素粉末、酸化鉄、酸化チタン等の着色剤、黒鉛、金属酸化物粉末等の熱伝導性向上剤などの樹脂用添加剤が配合できる。   To the extent that the effect of the present invention is not hindered, the addition of a resin such as a colorant such as carbon powder, iron oxide or titanium oxide, or a thermal conductivity improver such as graphite or metal oxide powder to the PPS composition. An agent can be blended.

以上の諸原材料を混合し、混練する手段は、特に限定するものではなく、粉末原料のみをヘンシェルミキサー、ボールミキサー、リボンブレンダー、レディゲミキサー、ウルトラヘンシェルミキサーなどにて乾式混合し、さらに二軸押出し機などの溶融押出し機にて溶融混練し、成形用ペレット（顆粒）を得ることができる。また、充填材の投入は、二軸押出し機などで溶融混練する際にサイドフィードを採用してもよい。そして、成形方法としては、押出し成形、射出成形、加熱圧縮成形などを採用することができるが、製造効率などの点で射出成形が特に好ましい。また、内径ねじ部はコスト的に成形によって形状を出すことが好ましいが、特に精度を有する場合等は機械加工によるものであってもよい。さらに、成形品に対して物性改善のためにアニール処理等の処理を採用してもよい。   The means for mixing and kneading the above raw materials is not particularly limited, and only the powder raw material is dry-mixed with a Henschel mixer, ball mixer, ribbon blender, ladyge mixer, ultra Henschel mixer, etc. Melting and kneading can be performed with a melt extruder such as an extruder to obtain molding pellets (granules). In addition, a side feed may be used for charging the filler when melt kneading with a twin screw extruder or the like. As a molding method, extrusion molding, injection molding, heat compression molding, or the like can be adopted, but injection molding is particularly preferable in terms of manufacturing efficiency. Moreover, although it is preferable that the inner diameter thread portion is formed by molding in terms of cost, it may be by machining, particularly when accuracy is obtained. Furthermore, a treatment such as an annealing treatment may be employed for improving the physical properties of the molded product.

ＰＰＳ（東ソー社製Ｂ−０５４）６０体積％、ＰＴＦＥ（三井・デュポンフロロケミカル社製テフロン（登録商標）７Ｊ）２５体積％、熱硬化性ポリイミド樹脂（宇部興産社製ＵＩＲ−Ｒ）１５体積％からなるＰＰＳ組成物を用い、内径φ７．７ｍｍ、溝深さ０．５２ｍｍ、溝円弧Ｒ０．８７ｍｍ、ピッチ２ｍｍ、リード２ｍｍ、条数１のねじ溝を有する樹脂ナットを射出成形で製造した。ねじ軸は、軸径φ８ｍｍ、ねじ山形状が半円形であり、材質ＳＵＳ３０４からなる。これらの樹脂ナットとねじ軸を用いて、すべりねじ装置のねじ効率を測定した。
本願発明のすべりねじ装置はゴシックアーチ溝付きナットと半円ねじ付き軸とを組み合わせた例であり、比較は台形溝付きナットと台形ねじ付き軸とを組み合わせた従来のすべりねじ装置である。結果を図３に示す。 60% by volume of PPS (B-054 manufactured by Tosoh Corporation), 25% by volume of PTFE (Teflon (registered trademark) 7J manufactured by Mitsui DuPont Fluorochemicals), 15% by volume of thermosetting polyimide resin (UIR-R manufactured by Ube Industries) A resin nut having an inner diameter of 7.7 mm, a groove depth of 0.52 mm, a groove arc R of 0.87 mm, a pitch of 2 mm, a lead of 2 mm, and a thread number of 1 was manufactured by injection molding. The screw shaft has a shaft diameter of 8 mm, the thread shape is semicircular, and is made of material SUS304. Using these resin nuts and screw shafts, the screw efficiency of the sliding screw device was measured.
The sliding screw device of the present invention is an example of combining a gothic arch grooved nut and a semicircular threaded shaft, and the comparison is a conventional sliding screw device combining a trapezoidal grooved nut and a trapezoidal threaded shaft. The results are shown in FIG.

上記ねじ装置を用いてナット移動距離に対するアキシアルすきま増加量を測定した。結果を図４に示す。
図３および図４に示すように、本願発明のすべりねじ装置は、従来のすべりねじ装置に対して、ねじ効率およびねじ精度に優れていた。 The amount of increase in the axial clearance with respect to the nut moving distance was measured using the above screw device. The results are shown in FIG.
As shown in FIGS. 3 and 4, the sliding screw device of the present invention is superior in screw efficiency and screw accuracy to the conventional sliding screw device.

本発明のすべりねじ装置は、ゴシックアーチ溝付き樹脂製ナットと半円ねじ付き金属軸とを組み合わせることにより、ねじ精度に優れ、低トルクであり、十分な耐摩耗性を有する。そのため、光学測定機器、半導体製造装置、医療機器などに応用できる。   The sliding screw device of the present invention combines a resin nut with a Gothic arch groove and a metal shaft with a semicircular screw, so that it has excellent screw accuracy, low torque, and sufficient wear resistance. Therefore, it can be applied to optical measuring equipment, semiconductor manufacturing equipment, medical equipment and the like.

すべりねじ装置の斜視図である。It is a perspective view of a slide screw device. ゴシックアーチ形状の軸方向部分拡大断面図である。It is an axial direction partial expanded sectional view of a Gothic arch shape. すべりねじ装置のねじ効率を測定した図である。It is the figure which measured the screw efficiency of the sliding screw device. アキシアルすきま増加量を測定した図である。It is the figure which measured the axial clearance gap increase amount.

符号の説明Explanation of symbols

１ 樹脂製ナット
２ すべりねじ装置
３ ねじ軸 1 Resin nut 2 Slide screw device 3 Screw shaft

Claims (7)

金属製ねじ軸の軸上を摺動しながら相対的に移動する樹脂製ナットにおいて、前記金属製ねじ軸に螺合するねじ溝部は、軸方向断面形状が、円の中心が異なる二つの円弧の傾斜面で形成されたゴシックアーチ形状であることを特徴とする樹脂製ナット。   In the resin nut that moves relatively while sliding on the axis of the metal screw shaft, the screw groove portion that is screwed into the metal screw shaft has two circular arcs with different axial cross-sections and different circular centers. A resin nut characterized by a Gothic arch shape formed by an inclined surface. 前記金属製ねじ軸に螺合するねじ溝部が、ポリフェニレンサルファイド樹脂に、四フッ化エチレン樹脂と２８０℃で非溶融の有機樹脂粉末とを配合してなるポリフェニレンサルファイド樹脂組成物から形成されてなり、
前記四フッ化エチレン樹脂がモールディングパウダーまたはファインパウダーの少なくとも１種類であり、
前記有機樹脂粉末が熱硬化性ポリイミド樹脂、熱可塑性ポリイミド樹脂、全芳香族ポリエステル樹脂、芳香族ポリアミド樹脂およびポリエーテルエーテルケトン樹脂の中から選ばれる少なくとも１つの有機樹脂の粉末であることを特徴とする請求項１記載の樹脂製ナット。 The screw groove portion screwed into the metal screw shaft is formed from a polyphenylene sulfide resin composition obtained by blending a polyphenylene sulfide resin with a tetrafluoroethylene resin and a non-melted organic resin powder at 280 ° C.
The tetrafluoroethylene resin is at least one kind of molding powder or fine powder,
The organic resin powder is a powder of at least one organic resin selected from thermosetting polyimide resin, thermoplastic polyimide resin, wholly aromatic polyester resin, aromatic polyamide resin, and polyether ether ketone resin. The resin nut according to claim 1. 前記ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物は、該組成物全体に対して、前記四フッ化エチレン樹脂を１０〜４０体積％、前記有機樹脂粉末を３〜３０体積％配合してなることを特徴とする請求項２記載の樹脂製ナット。   The polyphenylene sulfide resin composition is formed by blending 10 to 40% by volume of the tetrafluoroethylene resin and 3 to 30% by volume of the organic resin powder with respect to the entire composition. 2. The resin nut according to 2. 前記ポリフェニレンサルファイド樹脂組成物は、さらに該有機樹脂粉末の平均粒径よりも短い繊維長を有するウィスカを配合してなることを特徴とする請求項２または請求項３記載の樹脂製ナット。   4. The resin nut according to claim 2, wherein the polyphenylene sulfide resin composition further comprises a whisker having a fiber length shorter than the average particle diameter of the organic resin powder. 金属製ねじ軸と、この金属製ねじ軸の回転に伴い、該金属製ねじ軸の軸上を摺動しながら相対的に移動する樹脂製ナットとを備えてなるすべりねじ装置において、前記樹脂製ナットが請求項１ないし請求項４のいずれか１項記載の樹脂製ナットであることを特徴とするすべりねじ装置。   A sliding screw device comprising: a metal screw shaft; and a resin nut that moves relatively while sliding on the shaft of the metal screw shaft as the metal screw shaft rotates. A sliding screw device, wherein the nut is the resin nut according to any one of claims 1 to 4. 前記すべりねじ装置のリードは、金属製ねじ軸の呼び径の２倍以上を有することを特徴とする請求項５記載のすべりねじ装置。   6. The sliding screw device according to claim 5, wherein the lead of the sliding screw device has at least twice the nominal diameter of the metal screw shaft. 前記金属製ねじ軸のねじ山形状は、軸方向断面形状が半円形であることを特徴とする請求項５または請求項６記載のすべりねじ装置。   The sliding screw device according to claim 5 or 6, wherein the screw thread shape of the metal screw shaft has a semicircular cross section in the axial direction.

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